Газета «Новости медицины и фармации» Офтальмология (363) 2011 (тематический номер)

Гематоофтальмический барьер (ГОБ) заднего отдела глаза представляет собой комплекс структур, которые располагаются в различных образованиях хориоретинальной кооперации тканей и головке зрительного нерва (ЗН). Функция ГОБ чрезвычайно важна и многообразна. Она заключается в осуществлении избирательной проницаемости многих веществ, защиты функции и др., т.е. направлена на создание особых условий для нормальной жизнедеятельности тканей глаза. ГОБ во многом функционально и структурно схож с гематоэнцефалическим барьером [2]. Исследования элементов ГОБ наиболее интенсивно проводились в 80-е годы прошлого столетия [1, 6–8]. Однако его структурно-функциональные основы в норме и особенно роль при различных патологических процессах в глазу, проницаемость лекарственных веществ и многое другое исследованы недостаточно. В литературе приведены единичные экспериментальные работы, которые посвящены изучению проницаемости барьерных структур ГОБ, и они в основном касаются переходной области: сетчатка — зрительный нерв [8–10]. Нами ранее были проведены исследования по изучению проницаемости ультраструктур ГОБ заднего отдела глаза при моделировании пигментной дистрофии сетчатки у кроликов [3]. К ГОБ заднего отдела глаза относятся эндотелиальные клетки хориокапилляров (ХК), апикальная область пигментного эпителия сетчатки (ПЭС), по последним данным — и структуры мембраны Бруха (МБ), эндотелий капилляров внутренних отделов сетчатки у человека и тех животных, у которых они есть в сетчатке, а также эндотелий микрососудов головки зрительного нерва. Нарушение проницаемости и ультраструктуры этих образований приводит к изменению метаболизма и в дальнейшем ведет к развитию патологических поражений сетчатки и зрительного нерва [4, 5]. В последние годы для изучения дефектов в мембранах различных клеток преимущественно используются трансмембранные трассеры: ПХ (размер частиц — 4,5 нм) и соединения лантана (размер частиц — 2 нм). Части трассеров электронно-плотные и по­этому могут применяться с различными целями в электронно-микроскопических исследованиях. Использование данных трассеров позволяет выявлять максимально ранние дефекты мембранной проницаемости. В последнее время из соединений лантана начал использоваться нитрат лантана (НЛ). По данным литературы, частицы лантана не проникают через мембраны нормальных клеток, хорошо контрастируя их поверхности и узкие щели между ними. Ряд авторов использовали нитрат лантана, введенный животным внутривенно, для выявления дефектов барьерных структур ЗН при моделировании осмотического эффекта у кроликов [10].

Целью нашей работы явилось изучение состояния ультраструктуры и проницаемости элементов хориоретинального комплекса (ХРК) (ХК и ПЭС), а также головки зрительного нерва интактных кроликов с использованием трассеров ПХ и НЛ.

Материалы и методы

Работа выполнена на 9 взрослых кроликах породы шиншилла, массой 2,5–3,5 кг, подразделенных на 3 группы: I — контрольная, интактные животные; II — опытная, введение кроликам под наркозом в вену ушной раковины 5% р-ра НЛ из расчета 150 мг/кг массы тела; III — опытная, введение кроликам под наркозом в вену ушной раковины водного раствора ПХ из расчета 150 мг/кг массы тела животного. Материал забирался через 10 минут после введения трассеров. Исследовались структуры сосудистой и сетчатой оболочек, а также головки зрительного нерва. Эвтаназия животных осуществлялась методом воздушной эмболии под рауш-наркозом, т.е. в соответствии с требованиями биоэтики Хельсинкской декларации об этическом регулировании медицинских исследований. Затем производились светооптические и электронно-микроскопические исследования. Для светооптического изучения полутонкие обзорные препараты окрашивались 1% раствором толуидинового синего. Для электронно-микроскопического исследования кусочки тканей фиксировались в 2,5% растворе глутаральдегида на фосфатном буфере при значении рН 7,4 с последующей дофиксацией 1% раствором осмиевой кислоты. Обезвоживание образцов производилось в спиртах восходящей крепости и ацетоне. Материал заключали в смесь эпон-аралдит. Ультратонкие срезы окрашивались растворами уранилацетата и цитрата свинца. Просматривались и фотографировались образцы в электронном микроскопе ПЭМ-100.

Результаты и их обсуждение

Проведенные светооптические исследования сосудистой оболочки, сетчатки и головки зрительного нерва животных, которым вводили ПХ и НЛ, показали отсутствие видимых структурных изменений, отличающихся от таковых у интактных животных. Однако следует отметить, что у животных, которым вводили ПХ, просвет ХК и микрососудов головки зрительного нерва и МБ выглядели темными и плотными. Электронно-микроскопические исследования структур ХК после введения ПХ показали, что просвет ХК заполнен тонкозернистым электронно-плотным содержимым. Эндотелиальные клетки ХК имели нормальную, типичную для этих клеток структуру. Люминальная поверхность эндотелиальных клеток выглядела неровной, имела инвагинации в сторону цитоплазмы. В инвагинациях лежали мелкие частицы ПХ. Истонченные участки эндотелиальных клеток были хорошо фенестрированы. Межклеточные контакты эндотелиальной выстилки были интенсивно окрашены и выглядели электронно-плотными. МБ также была пропитана тонкозернистым материалом. Клетки ПЭС содержали крупные ядра и обильную цитоплазму. В базальной части этих клеток складки местами глубоко проникали в клетку, а местами были сглажены. У основания базальных складок располагались единичные микропиноцитозные пузырьки, содержащие частицы ПХ (рис. 1). У части клеток ПЭС митохондрии имели просветленный матрикс, что может свидетельствовать об их повышенной функциональной активности. Между апикальными микровиллами и наружными сегментами фоторецепторов наблюдался их анатомический контакт. В апикальной области клеток ПЭС выявлялись крупные фагосомы, что является признаком нормального течения процесса фагоцитоза. Выявляемые межклеточные плотные соединения в слое ПЭС были электронно-плотными.

Через 10 минут после введения НЛ мы обнаружили трассер в виде отдельных скоплений частиц в просвете ХК и микрососудов головки зрительного нерва. Кроме того, диффузия НЛ была нами отмечена в межклеточных щелях эндотелиальной выстилки ХК, проходила через фенестры в пространство МБ. При этом МБ выглядела электронно-плотной. В клетках ПЭС трассер не наблюдался. Однако он локализовался в плотных межклеточных соединениях и между базальными складками клеток ПЭС. Ультраструктура нервных волокон и микрососудов головки зрительного нерва у животных, которым вводился трассер, не отличалась от таковой у интактных животных. Следует лишь отметить наличие множественных инвагинаций плазмолеммы на люминальной поверхности эндотелиальных клеток и скопление частиц вводимого трассера в просвете сосудов. Структуры головки зрительного нерва, окружающие микрососуды, имели нормальное строение. Частиц вводимых трассеров за данный период времени в них и в межклеточных соединениях между ними и между эндотелиальными клетками микрососудов нами не наблюдалось.

Полученные данные показали, что вещества с размером частиц 4,5 нм проникали в клетки ПЭС путем микропиноцитоза, а вещества с размером частиц 2 нм проходили через фенестры ХК до клеток ПЭС, по-видимому, диффузно. Используемые трассеры проходили по межклеточным соединениям ПЭС и задерживались в области их плотных контактов. В головке зрительного нерва через указанный период времени эти вещества выявлялись в просвете микрососудов, что указывало на непроходимость подобных веществ в окружающие ткани.

Таким образом, результаты исследования отражают степень проницаемости соответствующих веществ у кроликов в норме, что дает возможность дальнейшего изучения транспортных процессов ГОБ заднего отдела глаза при моделировании различных патологических процессов в глазу.